科學研究源于觀察和問題,拓展性小組同學觀察到下列現(xiàn)象,跳傘運動員在未打開降落傘時下落很快,打開降落傘下落的速度會減??;“瓢潑大雨”以很快速度降落到地面,而“毛毛細雨”則緩慢地飄落到地面。
【查閱資料】物體從高空下落時,速度越來越大,所受阻力也越來越大,當阻力增大到重力相等時,將以某一速度做勻速直線運動,這個速度被稱為物體下落的收尾速度。
【提出猜想】物體從高空下落時收尾速度與什么因素有關?
【建立猜想】①可能與物體的橫截面積有關。②可能與物體的
質量
質量
有關。
【設計方案】同學們經(jīng)過討論后認為,可以用小球作為理想化模型來代替生活中的不規(guī)則問題作為研究對象進行探究,于是同學們決定取5個不同的小球進行實驗,在相同環(huán)境條件下,分別從一定高度(足夠高)由靜止下落,來探究小球從高空下落時的收尾速度與哪些因素有關。
【獲取證據(jù)】相關測量數(shù)據(jù)見表:
小球編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
小球質量m(g) |
2 |
5 |
5 |
5 |
45 |
小球半徑r(m) |
0.05 |
0.05 |
0.10 |
0.25 |
0.15 |
小球的收尾速度v(m/s) |
16 |
40 |
10 |
1.6 |
? |
【得出結論】
(1)比較1、2號小球的相關實驗數(shù)據(jù),可以得到的結論是
在該實驗環(huán)境下,半徑相同的小球從高空落下時的收尾速度與質量成正比
在該實驗環(huán)境下,半徑相同的小球從高空落下時的收尾速度與質量成正比
【拓展應用】
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),推測5號小球的收尾速度v=
40
40
m/s。
(3)請你結合上述探究,解釋“跳傘運動員打開降落傘后比打開降落傘前收尾速度小”的原因是
打開降落傘后半徑增大
打開降落傘后半徑增大
。